微纳米球形颗粒之间的毛细力研究

摘要

两球形颗粒之间的相互接触问题是研究微机械系统中纳米接触问题的一个重要课题。在微尺度下,毛细液桥现象尤为重要,在观测纳米级物体的相互接触作用力中不可避免地要研究微纳米尺度的液桥问题。本文采用液桥力学平衡、环形近似、体积守恒方法,建立了微纳米球形颗粒之间的液桥模型,通过精确的数学求解,分析球形颗粒的接触角对于毛细作用力和液桥的断裂高度的影响。模拟结果发现,当2个颗粒之间的毛细力作用都很小时,液桥的断裂高度随着接触角的增加而减小,当其中一个颗粒的毛细力作用比较大时,断裂高度随着接触角的增大而增大,接触角的大小对于液桥的断裂高度有直接的决定作用。研究结果为计算预测微观颗粒之间的相互作用力、探索纳米颗粒间的相关特性和机理提供参考。

关键词

微观颗粒 / 毛细液桥 / 断裂高度